Die EU möchte 2050 klimaneutral sein –  so steht es in ihrer Agenda zum „Green Deal“. Die Energiewende ist dabei ein wichtiger Baustein, um die klima-und umweltbezogenen Herausforderungen zu meistern und den Ausstoß des schädlichen Triebhausgases CO₂ zu senken. Neben dem Ausbau der erneuerbaren Energien sowie der Steigerung der Energieeffizienz werden alternative, nicht-fossile Brennstoffe dabei eine wichtige Rolle spielen. Als aussichtsreicher Energieträger für die Zukunft gilt aktuell Wasserstoff.

Die CU-Arbeitsgruppe „Multi-Material-Design“ hatte in Kooperation mit dem HZwo e.V. – Sächsischer Innovationscluster für Brennstoffzellen und Wasserstoff für den 19. Januar 2021 zu einem Thementag eingeladen. Gemeinsam mit Composite-Experten aus den Bereichen Entwicklung, Fertigung und Testing sollte die Frage diskutiert werden, welche Rolle Faserverbundleichtbau bei der Speicherung und beim Transport von Wasserstoff für mobile Antriebslösungen spielen kann.

Der Organisator und Moderator Dr. Thomas Heber (Geschäftsführer CU Ost und Leiter der Arbeitsgruppe) und der virtuelle Gastgeber Dr. Steffen Kress (Geschäftsführer der COTESA GmbH) begrüßten die ReferentInnen und Gäste der Zoom-Konferenz und zeigten sich deutlich beeindruckt von der hohen Zahl an Anmeldungen und dem damit verbundenen Interesse. Wie fortschrittlich und vielseitig die Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten in der Realität schon sind, zeigten die Vorträge über den Tag, die werkstoff- und technologieoffen die Vor- und Nachteile von verschiedenen Tanktypen, Herstellverfahren und Materialen beleuchteten.

Einigkeit herrschte unter den Experten darüber, dass Faserverbundwerkstoffe für Tanksysteme von wasserstoffgetriebenen Fahr- und Flugzeugen die wichtigste Werkstoffgruppe darstellen. Composite-Druckbehälter sind wesentlich leichter als reine Metallkonstruktionen und weisen zudem bessere mechanische Eigenschaften auf. Ob die Speicherung von Wasserstoff im Drucktank oder Kryotank erfolgen sollte, hängt vom jeweiligen Anwendungsfall ab. Kryospeicher sind hierbei aufgrund eines besseren Speicherverhältnisses bei großen Tanks für die Luftfahrt zukünftig von besonderem Interesse, während kleinere Drucktanks vornehmlich in der Automobilindustrie zum Einsatz kommen. Intensiv diskutiert wurden auch die Potentiale für Faserverbundleichtbau durch periphere Komponenten wie Verrohrungen, strukturellen Anbindungen, etc.

Große technische Herausforderungen beim Einsatz von Composites stellen die Sicherheitsstandards dar. Beim Tank als Teil des Antriebsstranges gilt es, Risiken zu identifizieren und Sicherheitskonzepte für den Betrieb als auch für den Crashfall zu entwickeln. Hier stehen Berst- und Aufprallschutz, Brandschutz, Explosionsschutz oder auch die Detektion von Lecks ganz oben auf der Agenda.
Für vergleichbare Reichweiten der Fahrzeuge sind beim Einsatz von Wasserstoff wesentlich größere Tankvolumen als bei fossilen Kraftstoffen notwendig, hier sind Ideen für neue Gesamtfahrzeugkonzepte gefragt.

Zum Ausklang des Thementages hatten Gäste die Möglichkeit Dr. Steffen Kress bei einem virtuellen Technologie-Rundgang durch das CORTESA Werk in Mochau zu begleiten. Dr. Thomas Heber freut sich über das große Interesse an der Veranstaltung sowie über die vielen Diskussionsbeiträge und fasst zusammen: „Für eine emissionsärmere Zukunft ist es von großer Bedeutung, technisch einwandfreie und somit sichere Technologien für die Speicherung und den Transport von Wasserstoff zu gewährleisten und kontinuierlich weiterzuentwickeln. Grundlage hierbei sind verlässliche Standards für die Qualität, die Sicherheit und den Betrieb – für den wirtschaftlichen Erfolg sind damit auch die entsprechenden politischen und gesetzlichen Rahmenbedingungen gefordert.“

Vielfach wurde bereits während der Veranstaltung der Wunsch nach einem weiterführenden Austausch zu diesem Thema und einer Folgeveranstaltung geäußert. Dieser Bitte sind die Organisatoren direkt nachgekommen und haben die Fortsetzung des Thementages „Wasserstofftechnologie – Chance für Faserverbund 2.0“ für den 18. November 2021 angekündigt. Gastgeber wird dann das Composite Technology Center – CTC GmbH in Stade sein.